第2章 化学热力学初步习题 下载本文

35在等压条件下,某一化学反应只在高温下能自发进行,则该反应的△rHm________0,△rSm________0。

36某反应在常温下能自发进行,而在高温下不能自发进行,可推断该反应的△rH________0,△rS________0。

37反应CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(s),在298K、100kPa下是自发反应,高温时其逆反应变成自发,则可推断该反应的△rH________0,△rS________0。

38298K时,NaCl(s)的溶解度为36.2g/(100gH2O),在1.0L水中加入10.0gNaCl(s),则此溶解过程的△rSm________0,△rGm________0。

39298K时,某反应aA(s)+bB(g)→cC(g)的△rH=-122kJ·mol-1,△rS=231J·mol-1·K-1,则该反应的△rG=______________kJ·mol-1,在标准态时,该反应可在__________温度下自发进行。

40反应:AB(s)+B2(g)→AB3(s)只有在较低温度时能自发进行,则该反应在较低温度时的△rGm、△rHm和△rSm的正负号分别为____,____,____,升高温度反应进行的程度将___________。

41298K时,反应(1)N2(g)+O2(g)→2NO(g)的△rH>0,△rS>0;

(2)Mg(g)+Cl2(g)→MgCl2(s)的△rH<0,△rS<0; (3)H2(g)+S(s)→H2S(g)的△rH<0,△rS>0。

则只有高温时才能自发进行的反应是________;只有低温或常温时才能自发进行的反应是________。

42298K时,反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)的△rH<0,若升高温度,则反应的△rG将

________________,K将______________。 43已知某反应aA(aq)+bB(aq)标

cC(aq)的△rG(298K)和△rH的数值,要计算1000K时的K

为和

__________________________________________________________________________________________________。 44已知水分解反应:2H2O(g)

2H2(g)+O2(g)在1227℃和727℃时的标准平衡常数K分别

2H2O(g)的△

为1.90×10-11和3.90×10-19,则反应2H2(g)+O2(g)

-1

rH=______________kJ·mol,1227℃时的△fG(H2O,g)=________________。

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45已知298K时,MgO(s)NO2(g)O2(g)Mg(NO3)2(s) △rH/(kJ·mol-1)-601.733.20-790.7 S/(J·mol-1·K-1)26.9240.0205.0164.0

则反应2Mg(NO3)2(s)→2MgO(s)+4NO2(g)+O2(g)的△rH

=_________kJ·mol-1,△

-1-1-1

rS=__________kJ·mol·K,△rG=_____________kJ·mol;Mg(NO3)2分解的最低温度约为_________℃。

46已知298K时,Cl2(g)O2(g)Cl2O(g) △rH/(kJ·mol-1)76.1

S/(J·mol-1·K-1)222.9205.0266.5

则该温度下反应Cl2(g)+1O2(g)→Cl2O(g)的△rH

2=___________kJ·mol-1,△

-1·K-1,△G=______________kJ·mol-1。在任一温度下该反

rS=__________kJ·molr应________自发进行。

四 计算题

1已知298K时,反应:SiO2(s)+4HF(g)→SiF4(g)+2H2O(g)和SiO2(s)+4HCl(g)→SiCl4(g)+2H2O(g),△fG(SiO2,s)=-856.7kJ·mol-1,△fG(HF,g)=-273.0kJ·mol-1,△fG

(SiF4,g)=-1512.7kJ·mol-1,△fG

(H2O,g)=-228.6kJ·mol-1,△

-1-1

fG(HCl,g)=-95.3kJ·mol,△fG(SiCl4,g)=-621.7kJ·mol。计算上述两反应在298K时的△rG,并判断在标准态时反应进行的方向。

2已知25℃时,△fG(H2O,l)=-237.2kJ·mol-1,△fGm(H2O,g)=-228.5kJ·mol-1,计算25℃时水的饱和蒸气压。

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3已知298K时,△fG(Zn2+)=-147.0kJ·mol-1,△fG(Fe2+)=-78.9kJ·mol-1。通过计算判断反应:Fe2+(aq)+Zn(s)

Fe(s)+Zn2+(aq)(1)在标准态、298K时能否自发向右进行?(2)

反应的标准平衡常数K为多少?

4已知反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)在1062K时的标准平衡常数K=0.955。在此温度下,

p(SO2)=30.4kPa,p(O2)=60.8kPa,p(SO3)=25.3kPa。试计算该反应的△rGm。

5已知298K时,反应:Na2O(s)+C(s)→2Na(g)+CO(g),△fH(Na2O,s)=-414.2kJ·mol-1,△fH(Na,g)=108.6kJ·mol-1,△fH(CO,s)=-110.5kJ·mol-1,△fG(Na2O,s)=-375.5kJ·mol-1,△fG(Na,g)=78.0kJ·mol-1,△fG(CO,g)=-137.3kJ·mol-1。试问在标准态、1500K时,该反应能否自发向右进行?

6已知298K时,反应:CO(g)+2H2(g)→CH3OH(l),△fH(CO,g)=-110.5kJ·mol-1, △fH

(CH3OH,l)=-283.7kJ·mol-1,S

(CO,g)=197.9J·mol-1·K-1,

S(H2,g)=130.6J·mol-1·K-1,S(CH3OH,l)=127.0J·mol-1·K-1;计算反应的△rH、△rS、△rG,并说明该反应能否自发进行,为什么通常将CO与H2混合后并没有CH3OH生成。

7已知298K时,反应:MgCO3(s)→MgO(s)+CO2(g)

S/(J·mol-1·K-1)72.626.9213.7

△fH/(kJ·mol-1)-1112.3-601.7-393.5

计算p(CO2)=1.00×105kPa时,MgCO3的分解温度。

8已知298K时,反应:Cl2(g)+1O2(g)→Cl2O(g),△fH

2(Cl2O,g)=76.2kJ·mol-1,

S(Cl2,g)=223.0J·mol-1·K-1,S(O2,g)=205.0J·mol-1·K-1,S(Cl2O,g)=266.1J·mol-1·K-1。通过计算说明,该反应在298K、标准态下能否自发向右进行。

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9已知2100K时,反应:Si(s)+2H2(g)

SiH4(g)的K=9.96×10-7。试计算:

(1)该反应在2100K时的△rG,并判断反应进行的方向; (2)若反应的△rS=-126.9J·mol-1·K-1,则△rH为多少?

10已知298K时,△fG(NO,g)=86.6kJ·mol-1,△fG(NO2,g)=51.3kJ·mol-1。计算反应:2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)在温度为298K时的△rG;当反应系统中p(NO)=20.0kPa, p(O2)=10.0kPa,p(NO2)=70.0kPa时,该反应的△rGm是多少?并判断反应进行的方向。

11已知反应:SbCl3(g)+Cl2(g)

SbCl5(g),在298K时,△fG(SbCl5,g)=-334.3kJ·mol-1,

△fG(SbCl3,g)=-301.1kJ·mol-1。

(1)计算298K时该反应的K;

(2)同温下;在1.0L容器中,n(SbCl3)=n(Cl2)=0.10mol,n(SbCl5)=2.00mol时,判断反应

进行的方向。

12已知298K时,反应:Cr2O3(s)+3C(s)→2Cr(s)+3CO(g),△fH(Cr2O3,s)=-1135.0kJ·mol-1,△fH

(CO,g)=-110.5kJ·mol-1,△fG

(Cr2O3,s)=-1053.0kJ·mol-1,△fG

(CO,

g)=-137.3kJ·mol-1。试问在标准态、600K及1500K时,该反应能否分别自发向右进行。

13已知298K时,反应:MnO(s)+C(s)→Mn(s)+CO(g),△fG(MnO,s)=-362.9kJ·mol-1,△fG

(CO,g)=-137.3kJ·mol-1,△fH

(MnO,s)=-385.2kJ·mol-1,△fH

(CO,

g)=-110.5kJ·mol-1。试判断在标准态、600K及1500K时,该反应能否分别自发向右进行。

14298K时,反应:H2O(g)+C(石墨)

CO(g)+H2(g),△fH(H2O,g)=-241.8kJ·mol-1,△

g)=-110.5kJ·mol-1,S(H2O,g)=188.7J·mol-1·K-1,S(C,石墨)=5.7J·mol-1·K-1,fH(CO,

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